Biotox Cobalt et composés inorganiques

Cobalt sanguin : 0,45 µg/L chez l'homme (95^ème percentile) et 0,62 µg/L chez la femme (95^ème percentile) [Nisse C, 2017]

Toxicocinétique - Métabolisme

L'absorption du cobalt, oligoélément essentiel, dépend de la spéciation (ou espèce chimique), de la solubilité du composé dans le milieu biologique considéré (le sulfate de cobalt est soluble dans l'eau, l'oxyde de cobalt est insoluble), ainsi que de la granulométrie du composé.

La voie de pénétration principale en milieu industriel est pulmonaire (avec une absorption moyenne de 30 % en fonction des composés, plus lente pour les oxydes) ; l'absorption digestive est variable en fonction du composé (moins importante pour les composés peu solubles) et de l'état nutritionnel (18 à 97 %). L'absorption à travers la peau existe notamment pour les composés solubles du cobalt et le cobalt sous forme de métaux durs, mais elle n'est pas quantifiée.

Dans le plasma, le cobalt est principalement lié aux protéines. Il se distribue dans tous les tissus (surtout le foie, mais aussi poumons et reins). La demi-vie du cobalt sanguin est de l'ordre de 4 semaines.

Le cobalt est excrété dans les urines et les fèces. Quelle que soit la voie d'exposition, la majorité du cobalt (plus de 80 %) est éliminée par voie rénale et la cinétique dépend surtout de la solubilité des composés et de la chronicité de l'exposition. Pour les composés solubles (sels solubles), la demi-vie d'excrétion du cobalt est de l'ordre de 20 heures. Pour les composés insolubles (poussières métalliques associées ou non au carbure de tungstène, oxydes et sels insolubles), l'élimination dépendrait surtout de la taille des particules et du temps d'exposition ; les concentrations urinaires de cobalt atteignent un pic 5 à 10 heures après le début de l'exposition puis s'abaissent selon plusieurs demi-vies de 40 à 60 heures, puis 10 à 78 jours et enfin pour 10 à 15 % du cobalt inhalé d'environ une année (clairance pulmonaire). Un plateau est atteint après 4 semaines d'exposition chez les travailleurs exposés aux métaux durs (carbure de tungstène associé au cobalt). Il y a accumulation au cours de la semaine, quel que soit le type de composé et de solubilité, et tout au long de l'année chez les plus exposés.

Indicateurs biologiques d'exposition

Le cobalt urinaire en fin de poste et fin de semaine de travail est bien corrélé à l'intensité de l'exposition de la semaine au cobalt sous forme de métal, de métaux durs et de sels solubles. La corrélation avec l'exposition aux oxydes et composés organiques du cobalt serait moins bonne. La différence entre les concentrations de fin de poste - fin de semaine et début de poste - début de semaine serait un bon reflet de l'exposition de la semaine à condition que la fonction rénale soit normale.

Cet indicateur est à privilégier car il est plus sensible que le cobalt sanguin. Il existe de grandes variations interindividuelles dans les concentrations de cobalt urinaire. La concentration d'équilibre étant atteinte au bout de 30 jours d'exposition, il est conseillé de réaliser des prélèvements à distance de longues périodes d'absence.

La VLB proposée par l'ANSES est basée sur une exposition à la VLEP-8h pragmatique de 2,5 µg/m³ proposée par l'ANSES. Une VBR a été proposée sur la base des données de l’étude française ENNS 2006-2007 [Fréry 2011], correspondant au 95^ème percentile des concentrations urinaires de cobalt dans la population générale adulte [Anses 2018]. Les données de l’étude française Esteban 2014-2016, publiées en 2021, permettent également d’estimer le 95^ème percentile des concentrations urinaires de cobalt, chez les adultes âgés de 18 à 74 ans Santé publique France, 2021] (Voir Renseignements utiles pour le dosage).

Pour une exposition au cobalt et composés inorganiques, le RAC (ECHA) a également proposé une valeur BGV pour le cobalt urinaire de 2 µg/L chez les femmes et 0,7 µg/L chez les hommes et correspondant aux 95 ^èmes percentiles des concentrations observées dans la population générale adulte française dans l’étude ENNS 2006-2007 [Fréry 2011]. Aucune VLB n'a été recommandée puisque les concentrations de cobalt urinaire correspondant aux valeurs limites d’exposition professionnelle proposées (0,5 µg et 1 µg Co/m³ respectivement pour les fractions respirable et inhalable) seraient proches de ces 95^èmes percentiles dans la population générale. De plus, les corrélations étant établies pour des concentrations atmosphériques supérieures, l'extrapolation pour ces faibles niveaux d'exposition comporte des incertitudes [RAC, 2022].

Pour une exposition au cobalt et composés inorganiques incluant les oxydes de cobalt mais non le cobalt associé aux carbures de tungstène, le BEI de l'ACGIH pour le cobalt urinaire correspond à une exposition à la TLV-TWA 8h de 20 µg/m³. Pour une exposition au cobalt associé aux carbures de tungstène, l’ACGIH recommande également le dosage du cobalt urinaire en fin de poste et fin de semaine, sans valeur définie et avec la notation Nq « non quantitatif ». Un « niveau de fond » inférieur à 2 µg/L est basé sur les concentrations de cobalt urinaire observées en population non professionnellement exposée. Cette valeur ne peut cependant pas être considérée comme protectrice de l’apparition d’effets sanitaires [Documentation ACGIH, 2015].

Pour une exposition au cobalt métal et ses composés, la Commission allemande DFG a établi des valeurs EKA pour le cobalt urinaire : 3 et 6 µg/L en fin de poste, après plusieurs postes correspondant à une exposition à  une concentration atmosphérique de cobalt de 5 et 10 µg/m³ respectivement. Une valeur BLW de 35 µg/L est également proposée pour le cobalt urinaire en fin de poste, après plusieurs postes (voir document Signification des principales valeurs biologiques d’interprétation en page d’accueil de Biotox).

D'après les données biométrologiques du Health and Safety Laboratory (HSL) au Royaume Uni (118 prélèvements de 2012 à 2015), le 90^ème percentile des valeurs de cobalt urinaire (moment non précisé) est de 7,6 µmol/mol de créatinine (soit environ 5,6 µg/L ou 4 µg/g. de créatinine) chez des sujets professionnellement exposés.

Pour des expositions au cobalt sous forme de métaux durs à des concentrations de l'ordre de 2,5 µg/m^-3, les concentrations urinaires de cobalt en fin de semaine et fin de poste sont inférieures à celles calculées pour des expositions au cobalt seul.

Le dosage du cobalt sur sang total en fin de poste et fin de semaine de travail serait le reflet de l'exposition récente au cobalt et ses composés inorganiques. Les corrélations entre les concentrations sanguines de cobalt et les concentrations atmosphériques lors d'expositions récentes au cobalt et à ses sels (sauf les oxydes) sont variables.

Compte tenu de la variabilité analytique rencontrée à ces niveaux qui peut être importante, la mesure du cobalt sanguin doit être considérée comme un test semi-quantitatif lorsque les niveaux d'exposition sont faibles. Le BEI de l'ACGIH pour le cobalt sanguin a été supprimé en 2015.

Interférences - Interprétation

Une contamination externe devra impérativement être éliminée (environnement, récipient, peau). Les contaminations métalliques étant le principal écueil lors de l'analyse des éléments traces, il est nécessaire de prendre certaines précautions lors du prélèvement. Le médecin du travail pourra utilement prendre contact avec le laboratoire effectuant l'analyse (mais également avec celui qui fait le prélèvement s'il est différent) afin de se faire préciser la méthode d'analyse, les procédures de prélèvement et d'acheminement. Il est nécessaire que les prélèvements soient réalisés en dehors des locaux de travail, au mieux après une douche et au minimum après lavage des mains, voire le lendemain matin pour limiter le risque de contamination, par un laboratoire participant au contrôle de qualité pour cet élément trace. Les dosages du cobalt sanguin et urinaire devront être réalisés dans les sept jours qui suivent le prélèvement.

Dans l'interprétation des résultats, il faut tenir compte du sexe (cobalturie plus élevée chez la femme probablement liée à une absorption plus importante), de traitements médicamenteux (supplémentation en vitamine B12) et de la carence en fer qui peuvent augmenter l'élimination urinaire de cobalt. Le relargage de cobalt à partir de prothèses métalliques (faites d'alliages de cobalt) est possible et susceptible d'entraîner des élévations du cobalt sanguin et urinaire bien supérieures aux valeurs biologiques d'interprétation (VBI) issues de la population générale adulte.

La cobalturie est à interpréter en fonction de la nature du composé et de l'intensité de l'exposition ; l'ajustement à la créatinine n'est pas nécessaire.

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